Springen naar inhoud

[Scheikunde, fysica] Stuwkracht


  • Log in om te kunnen reageren

#1

mathieu_vd

    mathieu_vd


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 december 2006 - 19:39

Hoi, kan er mij iemand op weg zetten met dit "vraagstuk"?


Stel voor dat je een vat hebt die vanboven toe is, en onderaan heb je een opening, waar na ontploffing (verbranding van de butaan), het water naar buiten kan. En nu hebben we het volgende:

In het vat steken we evenveel waterstof als butaan. De stoffen zijn in stoechiometrische hoeveelheden aanwezig. Wat is de maximale stuwkracht? Wat zal de maximale stuwkracht zijn indien we dubbel zoveel waterstof en butaan in het vat doen (de stoffen zijn dan nog steeds in stoechiometrische hoeveelheden aanwezig)? Zal deze groter, kleiner, of even groot zijn?
Bereken dit symbolisch.
Tip:
-neem oorspronkelijk bv. A ml butaan in het vat.
-Bereken de hoeveelheid zuurstof en stikstof in het vat.
-Neem aan dat de lucht bestaat uit 20% zuurstof en 80% stikstof.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 13 december 2006 - 20:09

Ik snap om te beginnen niet waarom je stoichiometrische hoeveelheden waterstof en butaan in dat vat steekt. Die twee reageren toch niet exotherm met elkaar??

verder:
- we nemen aan dat de druk gelijk is aan de buitendruk?
- verbranding/ontploffing zal slechts plaats vinden binnen redelijk nauwe grenzen van brandstof/zuurstofverhoudingen. Als we geen idee hebben van deze verhouding in het vat, is ook onvoorspelbaar wat er gaat gebeuren. Dus met A mL butaan kunnen we zo weinig.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

mathieu_vd

    mathieu_vd


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 december 2006 - 09:36

Ik snap om te beginnen niet waarom je stoichiometrische hoeveelheden waterstof en butaan in dat vat steekt. Die twee reageren toch niet exotherm met elkaar??

verder:
- we nemen aan dat de druk gelijk is aan de buitendruk?
- verbranding/ontploffing zal slechts plaats vinden binnen redelijk nauwe grenzen van brandstof/zuurstofverhoudingen. Als we geen idee hebben van deze verhouding in het vat, is ook onvoorspelbaar wat er gaat gebeuren. Dus met A mL butaan kunnen we zo weinig.


ja, da's waar, maar ik denk dat het de bedoeling is dat je dan veronderstelt dat het mengsel wordt aangestoken (bvb vonk van een bougie)
Zodat dan vanonder een gatje opengaat waardoor het water langs daar vanonder kan ontsnappen.

ik denk dat in het begin de druk +- gelijk zal zijn aan de buiten druk, maar na de ontploffing niet.

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 december 2006 - 16:35

1) we weten nog steeds niet wßt je nou in dat vat steekt:

waar na ontploffing (verbranding van de butaan),

butaan dus?

het water naar buiten kan

ˇˇk water?

In het vat steken we evenveel waterstof als butaan.

nou waterstof Ún butaan??

Wat is nou wat en wanneer :) Dat moet je eerst maar eens helder maken.

Van later zorg wordt dan de vraag:
Ook met een bougie erbij zal niet elk denkbaar mengsel ontbranden. Met oudere benzine-auto's kun je dat meemaken. Trek bij een warme motor de choke-klep dicht, er gaat een rijker mengsel (meer benzine bij de lucht) naar de motor. Dat rijkere mengsel ontbrandt niet meer, ondanks werkende bougies en reeds warme motor. Je motor "verzuipt", en valt stil.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

mathieu_vd

    mathieu_vd


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 december 2006 - 20:54

Ah ok, sorry, ik zie mijn fouten in. Ik heb idd de vraag slecht gesteld.

Ik zal even een andere vraag formuleren (met cijfers)

Stel voor dat je in die cilinder een gasmengsel "steekt" van 583ml en 17ml waterstof.

Het gasmengsel wordt op de volgende manier bereidt: je maakt een mengsel van 600ml lucht (dus 20/80, je weet wel) en 18ml butaan. En hiervan neem je dan 583ml.

Bereken aantal mol van alle reagentie en producten voor en na de verbranding.

Ik begin met de massa's te bereken, mbv hun massadichtheid en volume, daarna kunnen we dan het aantal mol bepalen.

(de massadichtheden komen van even te googlen)

Dus moet ik dan eerst beginnen voor O2 in 600ml lucht of 618ml ? ik heb nu 600 genomen maar ik ben er niet zeker van.

LaTeX

Dan hetzelfde doen voor N2:

LaTeX

Voor butaan ook, maar dan met 18ml:

LaTeX

Maar hoe weet je dan het aantal mol als je hiervan 583 ml neemt?


dank u

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 december 2006 - 21:40

Ik heb geen idee waarom je dit allemaal aan het doen bent, maar zoals je het nu uitlegt:

de inhoud van de cilinder is :

583 mL mengsel butaan/zuurstof/stikstof, en 17 mL waterstof.

die 17 mL is simpel, die 583 mL haal je bij wijze van spreken uit een vat.

In dat (aanvankelijk lege) vat stopte je 600 mL zuurstof/stikstof en 18 mL butaan. Volume van dat vat is dus 618 mL.

Die 618 mL bevatten 18 mL butaan, 20/100 x 600 = 120 mL zuurstof en 80/100 x 600 mL= 480 mL stikstof

Daarvan gebruik je 583 mL. Dus je neemt uiteindelijk:
583/618 x 18 mL = ....17mL butaan
583/618 x 120 mL = 113,2 mL zuurstof
583/618 x 480 mL = 452,8 mL stikstof
en die voeg je bij:......17 mL waterstof
is totaal ..................600 mL volledig mengsel in je cilinder.

Dan neem je een fikse omweg, want voor dit soort nagenoeg ideale gasmengsels zou ik gewoon uitgaan van het molvolume van ideale gassen, en die is bij 25░C gelijk aan 24,5 L/mol: (en voor overige temperaturen om te rekenen via de algemene gaswet, bijv. 0░C: 22,4 L/mol)

0,017/24,5 = 0,000694 mol butaan
etc.
Zijn je molmassatabellen nauwkeuriger, en gedefinieerd voor een gelijke temperatuur, dan zullen die omgerekend naar molen iets nauwkeuriger resultaten opleveren, maar ik zou me er niet moe voor maken.

En waar je nou verder precies heen wilt is me niet duidelijk.
google butaan explosiegrens, de onderste explosiegrens voor n-butaan ligt op 1,5 vol%, de bovenste explosiegrens op 8,5 %, en daar zit je met dit mengsel in elk geval gelukkig tussen. Dus er zal best wel iets gebeuren als je er een vonkje bij houdt... :)

Zandzakken voor de deur...........
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

mathieu_vd

    mathieu_vd


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 december 2006 - 09:35

Dan neem je een fikse omweg, want voor dit soort nagenoeg ideale gasmengsels zou ik gewoon uitgaan van het molvolume van ideale gassen, en die is bij 25░C gelijk aan 24,5 L/mol: (en voor overige temperaturen om te rekenen via de algemene gaswet, bijv. 0░C: 22,4 L/mol)

0,017/24,5 = 0,000694 mol butaan



Ik wist niet dat je de volumes mocht omrekenen om van die 618 ml naar 583 ml te gaan. Ik dacht dat je dat met de molen moest doen, maar blijkbaar niet.

Ah ok, ik neem idd wel een omweg, maar ik weet eigenlijk niet bij welke temperatuur we het dan wel mogen beschouwen, dus mss best met die massadichtheid werken enzo, heb gemerkt dat de massadichtheid geen 577kg/m│ is maar wel 2,57 g/l. Google bracht me eerst tot die 577, maar deze klopt dus niet. Als ik het met de andere doe kom ik ook uit aan ong. 0,000694 mol.

Alvast bedankt, ik ben weer een stapje verder geraakt in dit vraagstuk, de rest ga ik straks doen.

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 december 2006 - 11:22

Die massadichtheid is precies nÚt zo afhankelijk van die temperatuur als dat molvolume hoor. Ook boven die tabellen hoort te staan bij welke druk en temperatuur ze geldig zijn.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures